农田水利之节水灌溉自动化控制系统

内蒙古巴林左旗大良沟是一个美丽的山村，2014年大良沟村开始进行美丽乡村建设，强化土地流转力度，大力发展林果业，但大良沟村全是山坡地，且常年降水不多，水资源匮乏，果园取水哪里来？为了解决果园取水的难题，同时为了解决农村建设发展和区域水资源紧缺的矛盾，当地水利局帮助其修建了农田水利工程，并从平升公司定制了节水灌溉自动化控制系统，实现取水、供水、灌溉的全流程自动化控制。

1. 大良沟水利项目全长9300米，过沟17处，过土路1处，过水泥路1处。施工难度特别大。因地理环境的原因，要求设备必须要达到无人值守，实现自动灌溉。
2. 项目水源取自2眼深水井，为8个蓄水池和2个景观水池逐级供水，蓄水池用于大田灌溉，景观水池用于观赏。为了实现自动灌溉要求，将每块大田分成若干块小田，铺设滴灌带，安装了主控和分控电磁阀，控制滴灌带灌水。

供水工艺流程如图：

农田灌溉工艺流程（以1#蓄水池为例）：

1. 供电情况：每个蓄水池就近安装有变压器，方便取电。
2. 网络情况：监控中心设在村部无固定宽带网络，所以无法使用现在主流的云平台；整个区域GPRS信号较好。

节水灌溉自动化控制系统远程监测水源井和各水池水泵的电压、电流、运行状态、故障状态、水池水位、管道阀门开关状态、管道压力、管道流量、土壤墒情等，远程控制/逻辑自动控制水泵的启/停、阀门的开/关，达到了逐级自动蓄水、根据农田土壤墒情自动灌溉的目的。

1. 采用GPRS VPN专网，解决监控中心无固定宽带网络的难题。

   通讯网络是此项目的一个难点，因监控中心无固定宽带网络；又因为地处山区，架设网桥费用太高。所以我们采用VPN虚拟专网的组网方式，使用手机卡上网通过APN接入点，将各个监测站与监控中心连接组成小型的VPN专用网络，进行数据通讯。

2. 三种水泵控制方式，方便灵活。
   

   ◆ 现场手动控制    

   ◆ 监控中心远程手动控制    

   ◆ 自动逻辑控制

3. 无人值守自动逻辑控制，实现蓄水池长期自动蓄水，实现水泵保护，保障正常供水。
   

   监控中心根据各级水池水位，自动控制进水阀门及上一级水泵的运行，达到蓄水池长期自动蓄水的效果。

   例如：

   5号、6号、8号水池根据本池水位高低关闭/开启进水电动阀。当水池水位达到下限值时，自动开启进水阀门，水满时关闭。

   7号水池内水泵的启/停，受5号、6号、8号水池水位控制，当接收到5、6、8号任何一个水池的水位达到下限值时均需要开泵，3个水池水位均满时停泵。

   水泵保护功能：
   

   ◆ 下限保护停泵，当本地水池水位到达下下限时停止本地水泵。

   ◆ 当下一级水池进水阀门未打开时，不允许开泵。

4. 水泵保护功能：                                                            
5. 科学自动节水灌溉，根据管道来水量及墒情数据自动控制滴灌带前端阀门的顺序开关。
6. 软件界面显示整个工艺流程和工艺参数。

该项目极大地改善了项目区农业生产条件，提高了土地的适宜性。通过实施自动供水，有效地缓解了区域水资源紧缺的矛盾，为农业生产、生活环境的改善提供了充沛的水源。通过实施自动灌溉，提升了灌溉水利用系数，使灌溉定额降低，最终节约了用水量。由于用水量的减少、耗电量也随之减少，实现了节能效益。

综上所述，项目实施后实现了供水有序化、灌溉科学化，从而促进农村社会、经济的和谐发展及美丽乡村的建设。